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Serons-nous opérés par des machines ?

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La chirurgie assistée par robot connaît depuis quelques années un développement exponentiel. Intelligence humaine et artificielle s’associent pour permettre des interventions toujours plus précises. Les Journées des innovations techniques et technologiques en Urologie, animées par le Pr Alexandre de la Taille et le Pr Luc Soler laissent entrevoir des perspectives exaltantes.

Une scène du film Prometheus de Ridley Scott montre l’héroïne, enceinte d’un alien, subissant un acte chirurgical sans intervention de l’homme. Elle passe un premier sas qui établit un diagnostic et un programme opératoire. Puis un second, où elle est anesthésiée et opérée de manière totalement automatisée. Et, enfin, un robot vient suturer la plaie. Pour le Pr Alexandre de la Taille, chef du service d’urologie à l’hôpital Henri Mondor (Créteil), la possibilité qu’un jour le robot puisse réaliser une intervention du début jusqu’à la fin n’est plus de l’ordre de la science-fiction. Le délai ? « Dans quelques dizaines d’années sans doute. » La recherche est active dans ce domaine.

Pilote automatique
Pour le Pr Luc Soler, directeur recherche et développement de l’Ircad, spécialisé en robotique médicale et directeur scientifique de l’Institut hospitalo-universitaire de Strasbourg (IHU), le progrès de ces systèmes portera principalement sur deux aspects : la réalité augmentée et l’intelligence artificielle. « Nous sommes partis de ce qui se fait en aéronautique pour augmenter les capacités du pilote », explique le spécialiste. De même que les avions sont bardés de capteurs capables de mesurer des données que l’être humain ne peut pas percevoir, l’imagerie médicale permet d’obtenir des informations bien au-delà de ce que l’œil humain peut déceler (images ultrasoniques, IRM, radiographie par rayon X, Pet-scan, fluorescence, images UV…). Ces informations invisibles sont transférées dans le spectre du visible sous forme de données chiffrées et d’images. « L’idée était ensuite de faire entrer ces capteurs dans le bloc, comme on l’a fait dans les avions, afin d’obtenir en temps réel des données qui permettent d’adapter le pilotage. » C’est ce qu’on appelle le bloc hybride. Celui de l’IHU de Strasbourg est inauguré en octobre 2016. Il réunit en un même lieu IRM, scanner, échographe et un bras robotisé. Comment fonctionne ce bloc ? Là encore, la comparaison avec l’aéronautique permet de mieux le comprendre. Le pilote commence par observer et analyser les photos satellites. Aidé par son logiciel de planification du vol qui anticipe les phénomènes météorologiques, il choisit sa route. « Notre « photo satellite », c’est l’image médicale. Elle est transformée pour donner une cartographie tridimensionnelle sur laquelle apparaissent des structures complexes comme les nerfs du pelvis. » Cette image, qui représente le patient avant l’opération, est amenée au bloc. Lorsque l’image réelle est fusionnée avec ces images virtuelles, on parle de réalité augmentée. Cette réalité peut être projetée sur écran ou sur tablette. Tandis que le chirurgien opère, il voit simultanément les organes réels et les structures cachées telles que reconstruites en images virtuelles. « Lorsqu’on superpose les différentes images, on obtient la vraie position de chaque organe, de chaque structure, avec une précision de 0,9 mm », explique le Pr Soler. À ces progrès s’ajoute un radar peropératoire. Ce radar tient compte des mouvements naturels du patient et de ses organes. Il ajuste et adapte les images en temps réel.

Unrecognizable scientist with a robot.

Le toucher virtuel
Pour les chirurgiens, la perte du toucher est une des principales difficultés à surmonter lorsqu’ils opèrent avec un robot. Diverses techniques ont été développées pour essayer de redonner au chirurgien ce sens essentiel à sa pratique. C’est le cas du gant connecté développé par la société Neurodigital technology. Grâce à un système de senseurs et de vibrateurs, l’utilisateur peut toucher et ressentir des objets qu’il voit dans son casque virtuel. Il peut, par exemple, attraper un ballon, mouvoir une manette, appuyer sur un bouton électrique, enlever un pétale de fleur et percevoir sa texture, et même ressentir la chaleur d’une flamme…

Intelligence artificielle
« Ordinateur, puisque tu sais où est la tumeur, peux-tu l’arrêter ? » Certes, le chirurgien ne s’adressera pas à la machine en ces termes mais, au final, c’est ce que la machine comprendra. Nos organes bougent en permanence, ne fût-ce que sous l’effet de notre respiration. Comme on ne peut pas arrêter la respiration d’un patient opéré, il faut s’adapter. L’Ircad développe actuellement un très petit robot contrôlé par un ordinateur qui suit en temps réel les mouvements de la cible (la tumeur) pour qu’elle reste au centre de l’image.Autres éléments importants qui pénètrent actuellement les blocs hybrides, des détecteurs qui affichent en temps réel, pendant l’opération, les radiations reçues par le patient. Ce système pourrait également mesurer l’irradiation des personnels soignants de façon très précise. Enfin et surtout, la grande révolution à attendre, celle qui un jour permettra peut-être l’autonomisation des robots, c’est l’intelligence artificielle. Le principe en est simple, expliquele PrLuc Soler qui reprend une métaphore aéronautique : « Aujourd’hui nous avons juste la check-list mais pas de boîte noire pour enregistrer ce qu’on fait. » Demain, tout sera enregistré.L’intelligence artificielle repose sur l’analyse de données de masse. À partir de ces données,elle permet une aide à la décision. « On part des images préopératoires, on modélise le patient en 3D, toutes ces données sont injectées dans un système de deep learning qui va les comparer à tous les patients de sa database. » Le système fournit ensuite un planningpréopératoire du type : « Votre patient ressemble à telle ou telle personne opérée avec succès par cette méthode. Nous vous recommandons de suivre cette procédure. » Le système peut intégrer d’autres informations dans sa décision comme l’expérience du chirurgien. Il suffit qu’il ait dans sa base de données l’historique des interventions du praticien. Cette aide à la décision n’empêche pas le chirurgien de faire un choix différent car l’intelligence artificielle et l’intelligence humaine ne sont pas là pour se concurrencer mais pour se renforcer mutuellement. In fine, l’opération est programmée selon des modalités précises. Une « tour de contrôle automatisée » permet de vérifier que la procédure se déroule bien comme prévu. « On n’a pas sorti l’humain de la boucle, c’est lui qui reste l’acteur principal, celui qui décide », insiste le Pr Soler, « mais on a intégré, pour des raisons de sécurité, un acteur de contrôle. »

(nov/déc 2017)

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